Vì sao cá voi có khả năng lặn sâu hơn tàu ngầm hạt nhân?

Cá voi là loài động vật có vú lớn nhất trên Trái Đất và cũng là loài động vật lặn giỏi nhất được nhân loại biết đến. Thời gian lặn của chúng có thể lên tới 20 phút và độ sâu lặn của chúng có thể lên tới hơn 3.000 mét.

Điều này cũng khiến các chuyên gia nghiên cứu sinh vật biển ngạc nhiên. Họ cho rằng khả năng lặn của cá voi đơn giản là mạnh hơn so với tàu ngầm hạt nhân. Vậy cơ thể cá voi thích nghi với môi trường áp suất cao của biển sâu như thế nào?

Chìa khóa giải thích tại sao cá voi có thể sống sót ở đại dương là do hệ hô hấp của chúng rất đặc biệt. Khi ở trên biển, chúng hít oxy trong lành qua phổi và sau đó thải carbon dioxide ra khỏi cơ thể. 

Phổi của cá voi lớn hơn nhiều so với phổi của con người. Trong một hơi thở sâu, cá voi có thể hít vào hàng tấn không khí, điều này cũng cho phép phổi của chúng dự trữ một lượng lớn oxy khi chúng lặn. Theo thời gian, quá trình tuần hoàn máu có thể đáp ứng nhu cầu lặn lâu dài của bản thân và trong quá trình lặn, cá voi cũng có thể xác định hàm lượng oxy trong máu và phân phối lượng oxy trong máu một cách hợp lý.

Không chỉ vậy, cá voi còn có thể thích nghi với môi trường áp suất dưới nước bằng cách thay đổi kiểm soát thể tích và áp suất một cách thông minh trong cơ thể. Khi cá voi tiếp tục lặn, mật độ và áp suất của nước sẽ tiếp tục tăng lên, xương của nó có thể thay đổi thể tích một cách tự do để cá voi có thể bơi tự do và giữ thăng bằng trong nước.

Khi lặn, cá voi còn có thể cân bằng áp suất bên trong và bên ngoài một cách thông minh bằng cách hít vào và thải ra nước biển, từ đó bảo vệ các cơ quan của chính mình và giảm tác động của môi trường áp suất cao từ bên ngoài. 

Bằng cách này, cá voi có thể giảm mức tiêu hao năng lượng khi nổi lên. Phương pháp này tương đương với việc thêm một "tấm cản" cho cá voi, giúp quá trình nổi của cá voi ổn định hơn và không bị ảnh hưởng bởi thế giới bên ngoài. 

Tàu ngầm hạt nhân, mặc dù được trang bị công nghệ tiên tiến, nhưng lại bị giới hạn bởi một số yếu tố sau:

• Vật liệu chế tạo: Vỏ tàu ngầm được làm từ thép, một vật liệu không thể chịu được áp lực cao ở độ sâu lớn.
• Hệ thống thông gió: Tàu ngầm cần sử dụng oxy từ không khí để duy trì hoạt động của động cơ và hỗ trợ hô hấp cho thủy thủ đoàn. Việc cung cấp oxy ở độ sâu lớn gặp nhiều khó khăn và tốn kém.
• Kích thước: Tàu ngầm có kích thước lớn, tạo ra lực cản lớn khi di chuyển trong nước, khiến việc lặn sâu gặp nhiều hạn chế.

Nhìn chung, cá voi có khả năng lặn sâu hơn tàu ngầm hạt nhân nhờ vào cơ thể thích nghi với áp suất cao, hệ thống trao đổi khí hiệu quả, khả năng tiết kiệm năng lượng, khả năng chịu đựng CO2 cao và hạn chế về cấu tạo.

Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là cá voi và tàu ngầm hạt nhân được thiết kế cho những mục đích khác nhau. Cá voi cần có khả năng lặn sâu để tìm kiếm thức ăn và tránh kẻ thù, trong khi tàu ngầm hạt nhân được thiết kế để hoạt động trong môi trường quân sự.

 Tham khảo: Soh